(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型プレス及び金型を含む半径方向を有するタイヤの一部を成型するための装置であって、
第１のプラテン及び第２のプラテンであり、前記第１のプラテン及び第２のプラテンが、前記第１のプラテン及び第２のプラテンに取り付けられる金型を開く及び閉じるために互いに対する前記第１のプラテン及び第２のプラテンの位置を変化させるべく前記成型プレスにより移動可能であり、前記第２のプラテンが前記装置に回転可能に取り付けられる、第１のプラテン及び第２のプラテンと、
前記成型プレスの前記第１のプラテンに取り付けられる前記金型の第１の部分及び前記成型プレスの前記第２のプラテンに取り付けられる前記金型の第２の部分であり、前記金型の前記第１の部分が、前記装置に回転可能に取り付けられるキャップ及び同じく前記装置に回転可能に取り付けられる外側リングをさらに備え、前記回転するキャップ及び前記外側リングが、それらの間に鋳込みスロットを提供する小さいギャップがある状態で互いに同軸に配置され、前記キャップ及び前記外側リングは独立して回転可能であり、前記金型が閉じられたときに、前記金型の内部空間は前記鋳込みスロットを通して前記装置の外部からアクセス可能である、前記金型の第１の部分及び前記金型の第２の部分と、
前記回転するキャップ、前記外側リング、及び、前記金型の第２の部分のうちの少なくとも一つを回転することができるモータと、
をさらに備える装置。
【請求項２】
前記モータが、前記金型の前記第２の部分を駆動し、前記金型の前記第１の部分の前記キャップ及び前記外側リングが、前記金型が閉じられるときに前記金型の前記第２の部分に結合され、前記金型の前記第１の部分を回転させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置が、前記第２のプラテンに取り付けられるギア及び前記モータによって駆動されるピニオンをさらに備え、前記ピニオンが前記金型を回転させるために前記ギアとかみ合わされる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記外側リングを前記成型プレスの前記第１のプラテンに回転可能に取り付ける旋回ベアリングをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記外側リングが、前記鋳込みスロットの半径方向外側で前記装置に回転可能に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第２のプラテン及び前記キャップを前記装置に回転可能に取り付けるローラベアリングをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記キャップを前記金型の前記第２の部分の方に付勢するための手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記キャップを付勢するための手段がばねを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の部分及び第２の部分の少なくとも一方が負荷支持面を有し、前記装置が、皿ばね及び頭部をもつボルトをさらに備え、前記皿ばねが前記ボルトの頭部の下に取り込まれ、前記負荷支持面を押す、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記成型プレスが垂直成型プレスであり、前記第１のプラテンが上側プラテンであり、前記第２のプラテンが下側プラテンであり、前記上側プラテンが、前記金型が閉じられるときに前記鋳込みスロットよりも上にある開口部を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記金型が閉じられるときに前記第１の金型部を前記第２の金型部に結合するテーパピンをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記上側プラテンが、前記成型プレスにピボット運動可能に接続され、前記下側プラテンが、前記成型プレスに垂直方向に平行移動可能に接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記下側プラテンよりも下の床部に取り付けられ、且つ前記タイヤを前記金型からイジェクトするために前記金型の下部を通過する、イジェクションピンをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記金型の中に流体を導入するための前記鋳込みスロットの近くに位置決めされるノズルをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記成型プレスが、フレーム及び前記フレームから延びるアームをさらに備え、前記上側プラテンが中央部及び外側環状部を含み、前記中央部が前記アームに接続され、前記装置が、前記外側環状部を前記上側プラテンの中央部に接続する接続部材をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タイヤの一部を回転注型するための装置に関し、より具体的には、ポリウレタン又は幾つかの他の適切な材料から非空気入りタイヤのスポークを遠心成型するための、それらの間に鋳込みスロットをもつ状態で成型装置に別々に回転可能に取り付けられるキャップ及び外側リングを有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ開発における新興分野は、これらのタイヤが標準的な空気入りタイヤを作動不能にすることがある空気圧低下を起こす傾向がないので、タイヤを構造的に支持することをガスだけに依存しない非空気入りタイヤ又はハイブリッドタイヤの製造及び使用に関係する。こうしたタイヤの例は、本願と同一出願人による米国特許第７，２０１，１９４号によって開示される。この特許の内容は、すべての目的のために引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。’１９４特許の例示的な実施形態では、非空気入りタイヤは、外側環状剪断バンドと、環状剪断バンドを横切って且つそこから半径方向内向きに延び、ホイール又はハブに固定される、複数のウェブスポークを含む。或る実施形態では、環状剪断バンドは、剪断層、剪断層の半径方向内向きの延長部に付着される少なくとも第１の膜、及び剪断層の半径方向外向きの延長部に付着される少なくとも第２の膜をさらに備える場合がある。必要とされる空気圧なしに作動する能力に加えて、米国特許第７，２０１，１９４号の発明はまた、接触領域の長さ全体を通してより一様な接地接触圧を含む利点を提供する。したがって、このタイヤは、空気入りタイヤの性能によく似ている。
【０００３】
図１は、半径方向Ｒを画定するこうしたタイヤを示す。参考のため、本明細書で用いられる１００番台のすべての参照番号は、タイヤ特徴及び以前の金型設計を指し、一方、本明細書で用いられる２００番台のすべての参照番号は、本発明の実施形態に係る新しい改善された成型装置を指す。タイヤ１００は、スポーク１０６の外方延長部１０４に取り付けられるトレッド１０２を備え、スポーク１０６は次に、ポリウレタンへの適切な結合のために用意されてきた、ハブ１０８とトレッド１０２との間のスポークを成型することのような当該技術分野では公知の手段によって、それらの内方延長部１１０でハブ又はホイール１０８に接続される。図示されたタイヤ１００の種類に関して、スポーク１０６は、ポリウレタン液体を回転金型に注ぐことによって形成され、この場合、液体は、遠心力によって分散され、次いで加硫され又は硬化される。スポーク１０６が対をなしてグループ化されること、各ペア内の個々のスポーク１０６’、１０６’’が互いに一定の間隔をおいて配置されること、及び各ペアがタイヤの周縁部の周りの隣接するペアから一定の間隔をおいて配置されることも見ることができる。各ペア内の間隔及び各隣接するペア間の間隔は同じである必要はない。’１９４特許の要約書及び段組２の２８〜４１行目で説明されるように、スポーク１０６は、タイヤ１００をタイヤ１００の上部付近で圧縮する状態ではなく張力をかける状態で支持する。代わりに、タイヤ１００のトレッド１０２が道に接触する接触パッチ付近のタイヤの底部でのスポーク１０６は、容易に圧縮又は座屈する。これは、該タイヤが空気入りタイヤの空気圧支持機能を模擬する一助となる。
【０００４】
ここで図２を見ると、タイヤ１００のスポーク１０６を形成するキャビティ１１４が見えるように金型１１２の上部１１６が半透明にされた状態の、以前の設計に係る金型１１２の上面図が示される。これはまた、そのスポークをこれが製造するタイヤの半径方向と同じである半径方向Ｒを画定する。図２Ａは、図２の線２Ａ−２Ａに沿って見た金型１１２の断面図である。金型１１２は、当該技術分野では通例公知の手段によって回転成型ターンテーブル（図示せず）のプラテン上にクランプすることができる底部１１８を含む。スポーク１０６を形成するキャビティ１１４は、金型１１２の周縁部の周りに交互するパターンで金型１１２の底部１１８及び上部１１６から延びる相互連接コア１２０によって画定される。図２Ａで最も良く見られるように、互いに直径方向に対向して位置する２つのコア１２０は、上部１１６から下に突き出し、金型１１２の底部１１８に突き出る又ははめ込まれることなく金型１１２の底部１１８上に見られる僅かに起伏のある表面１２２上で閉じる。同様のコアは、底部から延び、コアの交互配置により金型の上部で見られる僅かに起伏のある表面上で閉じることが理解される。金型片が組み立てられるときの金型の位置合わせのために用いられるテーパピン１１３も示される。時には、コアの位置合わせの微調整のために、反対の金型片上のポケットに嵌る付加的なテーパピン（図示せず）がコアの端に位置することもある。
【０００５】
図２及び図２Ａの両方を見ると、金型１１２の上部１１６は、金型１１２の円筒形の形状に関して中心にあるキャップ１２４と、両方の部品が金型１１２の底部１１８に取り付けられるときにキャップ１２４と同軸となる外側リング１２６とを含む。この配置は、後でより詳しく説明するように、スポークを形成するためにポリウレタンを導入するための小さいギャップ又は鋳込みスロット１２８をキャップ１２４の周辺部の周りにもたらす。外側リング１２６とキャップ１２４との両方は、ボルト１３０、ねじ、又は当該技術分野では通例公知の他の手段を用いて金型１１２の底部１１８に別々に取り付ける及びそこから取り外すことができる。普通は、ボルト１３０は、ボルト１３０を締める及び緩めるためのアクセスを容易にするために、それらの頭部が金型１１２の上部１１６の外表面から露出された状態で見られる。取り込まれたガスが逃げるようにすることによって適正な金型充填を助けるためのベントのような幾つかの共通の金型特徴は、それらが本発明に関係しないので本明細書では説明されない。また、コアは、金型片１１６、１１８の中実の延長部であるように示されるが、実際は、これらはしばしば、金型片１１６、１１８内に保持され、コア１２０が損傷されれば容易に交換することができる、別個のインサートである。
【０００６】
金型１１２は、図２Ａ及び図２Ｂによって描かれるように、タイヤ１００のスポーク１０６をもたらすために以下の様態で用いることができる。第１に、タイヤ１００のハブ又はホイール１０８を受け入れるように構成される金型１１２の底部１１８の内側環状ポケット１３２、及びタイヤ１００のトレッド１０２の底部片を受け入れるように構成される金型の底部１１８の外側環状スロット１３４へのアクセスが可能となるように、外側リング１２６及び金型１１２の上部１１６のキャップ１２４が除去される。次いで、ユーザは、ハブ１０８を金型１１２と同軸となるように適正に配置することを助けるために、その半径方向に最も内側の延長部を画定し且つその上部及び底部付近に食付き部１３８を有するリング形に形状設定された壁１３６を有する内側環状ポケット１３２にハブ１０８を入れる。同様の様式で、トレッド１０２が、金型の底部１１８に見られる外側環状スロット１３４の中に下ろされ、位置合わせ特徴（図示せず）によって金型に関して実質的に同軸の位置に案内される。
【０００７】
同じく図２Ｂで最も良く見られるように、ハブ１０８とトレッド１０２が適正に位置決めされると、外側リング１２６は、そのコア１２０が金型の底部のコア間に位置決めされるような、及びその型割り線１４２を中心とした金型の底部１１８の外側環状スロット１３４の実質的に鏡像であるその外側環状スロット１４０が金型の底部１１８から突き出るトレッド１０２の残りの部分を保持するような位置におかれる。次に、キャップ１２４は、ハブ１０８に関して、したがってハブ１０８上に置かれる場合にその食付き部１４１を介して同様に金型に関して中心におかれる。外側リング１２６及びキャップ１２４は、次いで、既に説明したように金型１１２の底部１１８に固定される。最後に、金型１１２が回転され、鋳込みスロット１２８の真上に位置決めされるノズル（図示せず）によって、加熱されたポリウレタンが金型に注ぎ込まれる。これは、金型１１２が回転する際に鋳込みスロット１２８が塞がれないために可能となる。このスロットは、スポーク１０６を画定するキャビティ１１４につながる。遠心力がポリウレタンをスポークの全体に充填させ、金型に供給される熱が液体に伝わり、これを温かく保つことによってポリウレタンが硬化され及び加硫されることを助ける。スポーク１０６は、このとき、ハブ１０８からトレッド１０２に延び、硬化プロセス中にスポークがハブ及びトレッドに結合されることを可能にする。
【０００８】
スポーク１０６が加硫されると、タイヤ１００が金型１１２から除去されるときがくる。第１に、外側リング１２６が金型１１２の底部１１８から締結解除され、作製されたばかりのスポーク１０６からそのコア１２０を係合解除する又は脱型することができるように、及び金型の上部の外側環状スロット１４０がタイヤのトレッド１０２を解放することができるように垂直に持ち上げられる。このステップの間、キャップ１２４は、これがハブ１０８を取り込まれた状態に保つので金型の底部１１８に固定されたままにすることが有利であり、このときハブ１０８はスポーク１０６によってトレッド１０２に接続され、これは次に、外側リング１２６が除去されているときにタイヤ１００を金型１１２の底部１１８に取り付けられた状態に保つ一助となる。これは、タイヤが金型の底部上に確実に残るようにする一助となる。外側リングをタイヤが取り付けられた状態で持ち上げることを手で行うのは難しく、それらが両方とも引き上げられるときにタイヤを金型の上部から除去することは問題がある可能性があるため、これは望ましい。外側リング１２６がうまく除去されると、キャップ１２４もまた除去することができ、タイヤ１００は、次いで、金型１１２の底部１１８から自由に引き出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、この装置は、主に手動手段によってなされる製造プロセスを必要とする。例えば、金型の上部は成型プレスの上部プラテンに取り付けられないので、オペレータは、各タイヤのスポークを作製するために金型の外側リング及びキャップを手動で取り付ける及び取り外す必要がある。これは、それらの高い信頼性をもつ、すなわちタイヤの空気圧低下に起因する休止時間がより少ない非空気入りタイヤ又はハイブリッドタイヤを効率的且つ費用効果のある様態で消費者に提供するのに時間及び費用がかかりすぎる。
【００１０】
したがって、人間の介入なしに金型が自動的に閉じられる及び開かれることを可能にする成型プレスの第１のプラテン及び第２のプラテンに取り付けられる第１の部分及び第２の部分を有する金型を用いてこうしたタイヤが製造されることを可能にする装置を見つけ出すことが望ましい。こうした装置は、金型が回転する際に金型に充填するための液体の経路を塞がずに液体が金型に導入されることを可能にするように設計することができることが特に有用であろう。最後に、イジェクションシステム及び／又はタイヤハンドリングシステムが提供される金型の所定の部分上にタイヤを保つための手段を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の特定の実施形態は、成型プレス及び金型を含む半径方向を有するタイヤを成型するための装置を含む。成型プレスは、プラテンに取り付けられる金型を開く及び閉じるために互いに対するそれらの位置を変化させるべくプレスと作動的に関連付けられる第１のプラテン及び第２のプラテンを有してもよい。第２のプラテンは、装置に回転可能に取り付けられてもよい。金型は、成型プレスの第１のプラテンに取り付けられるその第１の部分、及び成型プレスの第２のプラテンに取り付けられる第２の部分を有してもよい。金型の第１の部分は、装置に回転可能に取り付けられるキャップ及び同じく装置に回転可能に取り付けられる外側リングをさらに備えてもよい。回転するキャップ及び外側リングは、それらの間に鋳込みスロットを提供する小さいギャップがある状態で互いに同軸に配置されてもよい。キャップは、外側リングのものとは別個の回転可能な取付部を有してもよく、鋳込みスロットは、金型が閉じられるときに装置の外部からアクセス可能であってもよい。装置はまた、金型の前記部分を回転させるための金型の一部と作動的に関連付けられるモータを有してもよい。
或る場合には、モータは、金型の第２の部分を駆動してもよく、金型の第１の部分のキャップ及び外側リングは、金型が閉じられるときに金型の第２の部分に結合され、金型の第１の部分を回転させてもよい。
【００１２】
他の実施形態では、装置は、第２のプラテンに取り付けられるギア、及びモータによって駆動されるピニオンをさらに含んでもよく、前記ピニオンは、金型を回転させるためにギアとかみ合わされてもよい。
【００１３】
時には、装置は、外側リングを成型プレスの第１のプラテンに回転可能に取り付ける旋回ベアリングをさらに備えることもある。幾つかの場合には、外側リングの回転可能な取付部は鋳込みスロットの半径方向外側に位置する。
【００１４】
或る実施形態では、装置は、第２のプラテン及びキャップを装置に回転可能に取り付けるローラベアリングをさらに含む。
【００１５】
さらに他の実施形態では、装置はまた、キャップを金型の第２の部分の方に付勢するための手段を含んでもよい。こうした手段は、ばねを含んでもよい。
【００１６】
他の実施形態では、金型部は、負荷支持面を有してもよく、装置は、皿ばね及び頭部をもつボルトをさらに備えてもよく、皿ばねは、ボルトの頭部の下に取り込まれ、負荷支持面を押す。
【００１７】
特定の用途では、成型プレスは垂直成型プレスであってもよく、第１のプラテンは上側プラテンであってもよく、第２のプラテンは下側プラテンである。上側プラテンは、金型が閉じられるときに鋳込みスロットよりも上にある開口部を含んでもよい。上側プラテンは、成型プレスにピボット運動可能に接続されてもよく、下側プラテンは、成型プレスに垂直方向に平行移動可能に接続されてもよい。装置は、下側プラテンよりも下の床部に取り付けられ、且つタイヤを金型からイジェクトするために金型の下部を通過することができる、イジェクションピンをさらに含んでもよい。
【００１８】
他の用途では、金型が閉じられるときに第１の金型部を第２の金型部に結合するためにテーパピンが用いられてもよい。
【００１９】
典型的に、装置は、金型の中にガス、液体、及び／又は熱硬化性材料のような流体を導入するための鋳込みスロットの近くに位置決めされるノズルをさらに含んでもよい。
【００２０】
装置は、フレーム及びフレームから延びるアームをさらに備えてもよい。上側プラテンは、中央部及び外側環状部を含んでもよく、中央部は、アームに接続される。装置は、外側環状部を上側プラテンの中央部に接続する接続部材をさらに含んでもよい。
【００２１】
本発明の上記の及び他の目的、特徴、及び利点は、同様の参照番号が本発明の同様の部分を表わす付属の図面で例証される場合の本発明の特定の実施形態の以下のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る装置を用いて成型することができるスポークを有する非空気入りタイヤの斜視図である。
【図２】図１に示されたものと同様の空気入りタイヤを作製するのに用いられる以前の金型設計の上面図である。
【図２Ａ】タイヤのトレッド及びハブ又はホイールが金型の中に入れられた状態の、その線２Ａ−２Ａに沿って見た図２の金型の断面図である。
【図２Ｂ】トレッド及びハブが設置された後のタイヤのスポークを形成する用意のできた金型を示す、図２Ａの上部の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る成型装置の上面図である。
【図３Ａ】その線３Ａ−３Ａに沿って見た図３の成型装置の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの金型及び成型装置の上部の拡大図である。
【図３Ｃ】成型プレスの上側プラテンと金型の上部の外側リング組立体との間で見られるギャップをよりはっきりと示すために図３Ｂからとられた拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図３〜図３Ｃを見ると、本発明の一実施形態と一致する様態でタイヤ１００の一部を成型するための装置２００が描かれる。具体的には、図３及び図３Ａで最も良く見られるように、この装置２００は、下側プラテン２０４、上側プラテン２０６、油圧シリンダ２０８、アーム２１０、ギア２１２、及びフレーム２１４を備える垂直成型プレス２０２を含む。フレーム２１４は固定され、下側プラテン２０４は水平面内に平行移動可能に固定されるが垂直方向に自由に平行移動し、一方、上側プラテン２０６はピン２１１を介してフレーム２１４にピボット運動可能に接続される。上側プラテン２０６は、下側プラテン２０４との平行な位置合わせの内外に油圧シリンダ２０８によって動かされる。ギア２１２は、下側プラテン２０４及び後で説明するようにスポーク１０６を形成するためにそれに取り付けられる金型２１６を回転させるときに適宜ギア２１２を係合する及び係合解除することができるモータ（図示せず）によって動力を与えられる駆動ピニオン（図示せず）と嵌合する。上側プラテン２０６は、フレーム２１４に平行移動可能に接続することができる可能性があり、空気圧式、機械的又は当該技術分野では通例公知の他の手段のような油圧式以外の手段によって動かすことができる可能性があると考えられる。同様に、下側プラテン２０４の回転は、それに下側プラテン２０４が取り付けられるシャフト２１８に直接結合される電動機のような当該技術分野では公知の他の手段によって達成することができる可能性がある。下側プラテンの平行移動は、上側プラテン２０６を動かすための上述した方法と同じ方法を用いて達成することができる。下側プラテン２０４の回転を案内する及びその回転に関連する摩擦を最小にするためにローラベアリング２２０も提供される。
【００２４】
図３によって提供される上面図は、できるだけ少ない材料を必要とする効果的様態でアーム２１０を用いて上側プラテン２０６がフレーム２１４にどのようにして取り付けられるかを描いている。上側プラテン２０６は、中央部２２２と外側環状部２２４に分けられる概して薄い円筒形の形状を有する。成型プレス２０２のアーム２１０は、上部プラテン２０６の中央部２２２に接続するために、フレーム２１４から水平方向に及び小さい距離だけ下に垂直に延びる。円形配列に配置された５つの細長い接続部材２２６が中央部２２２から延び、外側環状部２２４につながる。上部プラテン２０６の内側部分２２２及び外側部分２２４は、それらと接続部材との間に見られる５つの開口部２２８と同軸に構成され、そのうちの１つは鋳込みスロット２３０よりも上にある。これらの特徴が金型に充填するのにどのように用いられるが以下でより詳しく説明される。
【００２５】
上部プラテンの構成及び成型プレスのフレームへのその取付けは、他の方法で達成することができる可能性があると考えられる。例えば、上部プラテンの内側部分及び外側部分を成型プレスのフレームに接続するために、別個のアームを用いることができる可能性がある。また、上側プラテンの上面に見られる開口部は、金型プラテンの側面を通して又は金型の側面を通して鋳込みスロットに到達するのに十分に遠くに延びる単一の孔に置き換えることができる可能性がある。
【００２６】
ここで図３Ｂ及び図３Ｃに焦点を当てると、金型２１６の詳細がよりはっきりと示される。金型２１６は、以前の金型設計と同様にコアが金型の周縁部の周りに交互する様態で金型の一方の側部から他方に延びる際にスポーク１０６を形成するキャビティを画定するために相互連接するコア２３８をそれぞれ有する下部２３４及び上部２３６を含む。これは図３Ｂで最もよく例証され、図の左側のコア２３８’が金型２１６の上部２３６から延び、図の右側のコア２３８’’が金型２１２の底部２３４から延びる状態の、直径方向に対向したコアが示される。コア２３８は、僅かに起伏のある表面２４０上で閉じるが、それらは反対の金型片の中にはめ込まれる様態で延びることができる可能性があると考えられる。ベント及び金型位置合わせ部品のような他の共通の金型特徴は、それらが本発明にとって重要でないためここでは説明されないが、しばしば用いられる。コアは、金型片の中実延長部として示されるが、それらは、それらのうちの１つが損傷される場合の交換を容易にするために別個のインサートとすることができる可能性がある。
【００２７】
上側プラテン２０６を上に及び下側プラテン２０４から離れる方にピボット運動させることによって金型が開かれた後で、タイヤ１００のトレッド１０２が金型２１６の周縁面に沿って見られる環状溝２４２の中に入れられ、下側プラテンが中央位置の方に下向きに平行移動される。ロボットアームがトレッドを金型に入れる際に、これがトレッドをコアに押し付けて、成型プロセス中にトレッド１０２を据え付けられた状態に保つ傾向がある局所的に小さいプレス嵌めをもたらすことができるように、トレッド１０２とコア２３８との間の環状溝２４２の底部付近にわずかな干渉（はっきりとは示されない）が提供される。トレッド１０２の内面に沿ってポリウレタンを流してスポーク１０６をトレッド１０２に結合することを容易にするために、コア２３８の外面に沿って逃げ溝２４４も提供される。トレッド１０２が金型２１６の底部２３４の中に位置決めされるのとほぼ同じ時に、ロボットアーム又は当該技術分野では通例公知の他の手段によってハブ１０８が金型２１６の中央に見られるポケット２４６に入れられ、導入面２５０を有するスリーブ２４８によって定位置に案内される。
【００２８】
上側金型部２３６は、金型プレス２０２に回転可能に取り付けられ、且つローラベアリング２５４によって案内される、回転するキャップ組立体２５２を備える。この場合に用いられるローラベアリング２５４は、ＳＩＭＰＬＹ  ＢＥＡＲＩＮＧＳ  ＬＴＤ．（ＳＫＦ）によって販売されるモデルナンバー４２６８７／４２６２０である。もちろん、それらがこの組立体を自由に回転できるようにするならば、用途に応じてジャーナル・ベアリング又は磁気ベアリングのような他の回転可能な取付部も実現可能である。組立体が回転する際に生じる摩擦の量を制限するために、プレス２０２とこの組立体２５２との間にギャップ２５１が提供される。この回転するキャップ組立体２５２は、ベアリングによって案内され且つその底部端に取り付けられるフランジ２５８を有する、シャフト２５６を含む。少なくとも１つ、時には４つのボルト及び圧縮ばねサブ組立体２６２によってフランジ２５８の下にキャップ２６０が接続される。キャップ２６０は、成型プレスの上側プラテンが下側プラテンとの平行な位置合わせに下向きにピボット運動する際にキャップ２６０をハブ１０８に適正に位置合わせするためのその底部縁上に位置する食付き部２６４を有し、下側プラテンは、金型が閉じられるその上部位置に上向きに平行移動する。このとき、図３Ｂによって示されるようにキャップ２６０の食付き部がハブ１０８の最上部を下向きに通過してその内部に延びる。
【００２９】
ボルト及び圧縮ばねサブ組立体２６２は、３つの基本機能を果たす。第１に、それらはキャップ２６０の位置を垂直に調節して、圧縮ばねがフランジ２５８とキャップ２６０との間に取り込まれるので機械加工公差、温度膨張などによって引き起こされるハブ１０８の高さ変動を補償することを可能にする。したがって、これは、キャップを下向きに弾性的な様態で付勢する。これは、ハブが期待されるよりも高いときのハブ及び／又はキャップへの損傷を回避することができる。第２に、下側プラテン２０４を下げることで起こる金型２１６の最初の開放の際に、ばねの付勢力がキャップ２６０及びハブ１０８を下に保ち、新たに形成されたスポーク１０６を通してハブ１０８に接続されるタイヤ１００を金型２１６の下部２３４内の据え付け位置に保つ一助となる。これは、上記の理由のために望ましくない、タイヤ１００が金型２１６の上部２３６に貼り付くことを回避する。第３に、ハブ１０８とキャップ２６０との間にフラッシュがしみ出るのを防止する目的で、キャップ２６０がそれと共に回転するハブ１０８と成型プロセスの間中接触した状態のままであることが望ましい。
【００３０】
したがって、十分な力を提供するばねが用いられるべきである。この実施形態では、モデルナンバーＭ１５０−２００の下でＤＡＹＴＯＮ  ＰＲＯＧＲＥＳＳ  ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮによって販売される圧縮ばねを用いることができる。他の実施形態では、油圧式又は空気圧式シリンダ、キャップ自体の重さ、ラッチロックのような磁気又は幾つかの他のタイプの標準金型機構といった、キャップを付勢するための幾つかの他の手段を用いることができる可能性がある。回転するクラッチと同様に、ハブ１０８によってキャップ２６０を駆動させるためにハブ１０８とキャップ２６０との間に十分な摩擦が発生するべきである。ハブとキャップとの間の境界面にそのように表面摩擦をもたらすことは、様々な表面仕上げ、増加する表面積、又は当該技術分野では公知の他の手段によって望まれる場合がある。代替的に、ハブの回転がキャップに確実に付与されることを助けるために、キャップとハブとの間の境界面に構造係止特徴を提供することができる。同様の様式で、これらの同じ原理が、ハブ１０８と金型２１６の下部２３４との間の境界面に当てはめられてもよい。
【００３１】
加えて、金型２１６の上部２３６は、金型の半径方向Ｒ（金型内に含まれるタイヤの座標軸と一致する）の鋳込みスロット２３０の外側で見られる大直径旋回ベアリング２６６を用いて成型プレス２０２の上側プラテン２０６に回転可能に取り付けられる外側リング組立体２３２を含む。それらが回転への抵抗の量、すなわち摩擦を適切な量に減らすならば、用途に応じてジャーナル・ベアリング又は磁気ベアリングのような他の回転可能な取付部を旋回ベアリングの代わりに用いることができる。また、低い摩擦係数を有するこれらの材料が互いに対してスライドする、回転取付けをもたらすために、青銅又はプラスチックのような材料が用いられてもよい。この実施形態では、モデルナンバーＶＳＵ２００５４４の下でＳＣＨＡＥＦＦＬＥＲ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ−（ＩＮＡ）によって販売される旋回ベアリングが用いられる。
【００３２】
図３Ｃで最も良く見られるように、成型プレス２０２の上側プラテン２０６の大部分と外側リング組立体２３２との間に見られる小さいギャップ２７０が存在し、これは、外側リング組立体２３２が旋回ベアリング２６６上で回転する際の隙間を提供する。しかしながら、このギャップ２７０は、金型２１６からプレス２０２の上側プラテン２０６に伝達されることが可能な熱の量を大幅に制限する。これは、異なる熱膨張係数を有するアルミニウム及びスチールで作製される外側リング組立体２３２の温度ドリフトにつながる。これは、外側リング組立体の部分が異なる量だけ成長する可能性があることを意味する。したがって、外側リング組立体のこれらの異なる部分を保持するための従来のボルト継手は、金型が低温状態にあるときに締結されたボルトは金型が加熱される際にはじける可能性があるため、実際的ではない。
【００３３】
したがって、ボルトの頭部とボルトの頭部が見られるカウンタボアの底面との間に、圧縮ばね２６８又は代替的に皿ばねが提供されて、ばねが熱膨張の影響を吸収し、ボルトがはじけるのを防ぐことを可能にする。同じ理由で金型２１６の下部２３４を下側プラテン２０４に取り付けるために同様の技術が用いられる。この種類の金型に関して、モデルナンバーＰ３８１１９３５１５の下でＶＡＬＬＥＹ  ＳＰＲＩＮＧ  ＣＯ．ＬＴＤ．によって販売される皿ばねを用いることができる。
【００３４】
また、外側リング組立体２３２と金型２１６の底部２３４との間のある種の結合によって、金型２１６の底部２３４の回転が外側リング組立体２３２に伝わることが望ましい。他の方法では、外側リング組立体２３２のコアは、金型２１６の下部２３４のコアに衝突する可能性があり、及び／又はスポークの厚さが一貫しない可能性がある。この結合は、摩擦を通じて、又は一方の金型片から反対の金型片の中にはめ込まれるコアのような構造的相互係止特徴及び／又はテーパピンのような金型位置合わせ特徴を通じて達成されてもよい。外側リング組立体２３２の回転可能な取付部及び上側金型片のキャップ組立体２５２は、各組立体が他の組立体から独立して自由に回転するように互いから分離されることに留意されたい。
【００３５】
図３に戻ると、金型２１６が閉じられ、回転するときに、ポリウレタンのような液体を金型２１６の中に導入するためのノズル（図示せず）を、上部プラテン２０６の開口部２２８及び金型２１６の鋳込みスロット２３０よりも上に位置決めすることができる。上記の構造からわかるように、キャップと外側リングとの間に提供される鋳込みスロット２３０として作用する小さいギャップを伴った、成型プレス２０２へのキャップ２６０及び外側リング組立体２３２の回転可能な同軸取付けは、これらの部品が回転することを可能にし、同じく回転している幾つかの構造特徴によって金型の充填を妨げることなくタイヤのスポークを形成するためにポリウレタンのような液体を分散させる。これは、ポリウレタンが逸脱して金型に入らない場合のその無駄を避け、且つまた金型の中にポリウレタンが流れるのを妨げる構造部品の回転によって引き起こされる乱流によってポリウレタン中に導入される気泡の生成なしにすべてのスポークが一貫して及び一様に形成される一助となる。
【００３６】
タイヤ１００が金型２１６の中のハブ１０８及びトレッド１０２に結合されるスポークを有すると、下側プラテン２０４は、底部位置に下向きに平行移動されてもよく、底部位置で、プレスの下側プラテンよりも下の床部に取り付けられるピン（図示せず）が、下側プラテンの及び金型２１６の下部２３４の穴を通過し、トレッド１０２の底部を押して、タイヤを上昇させ、金型の底部から延びるコアから脱型させてもよい。代替的に、下側プラテンを、トレッドが金型の中に入れられる前述したその中央垂直位置を越えて動かすことなくタイヤを金型の外に押すイジェクションシステムを作動させることができる可能性がある。これとほぼ同時に、上側プラテン２０６が邪魔にならないところに回転させられて、ロボットアームがタイヤを取り上げるのに十分なスペースをもたらす。所望の場合、スポークを別のタイヤに付加するプロセスをここで開始することができる。
【００３７】
非空気入りタイヤの一部であるスポークと共に形成されるトレッドだけが本明細書に具体的に記載されているが、このプロセスは、タイヤにかかる負荷を支持するためにスポークと共にガスを用いるタイヤ（しばしばハイブリッドタイヤと呼ばれる）に用いることができる可能性があると考えられる。タイヤは、剪断層と共に構成される又は米国特許第７，２０１，１９４号に含まれるタイヤのように他の特性又は特徴を有する必要はない。また、ポリウレタンの代わりに、タイヤにかかる負荷を支持するのに適度に耐久性があり且つ強い、あらゆる熱硬化性材料のような他の材料が用いられてもよい。さらに、本明細書で説明される実施形態は、スポークをタイヤに付加することに焦点が当てられるが、本発明はタイヤの他の領域を形成することにも適用可能である。
【００３８】
本発明はその特定の実施形態を参照して説明されているが、こうした説明は例証するためであって、限定するためではないことを理解されたい。例えば、垂直成型プレスが説明されているが、水平成型プレスも用いることができる可能性があると考えられる。同様の様式で、金型は円筒形の形状を有するものとして説明されているが、これは四角形又は長方形の立方体のような他の形状を有することができる可能性がある。加えて、金型の上部に結合される金型の下部を駆動する単一のモータが説明されているが、モータは、金型の上部のうちの１つを駆動することができる可能性があり、金型の残りの部分は、説明されている結合と同様の結合を通じて駆動することができる可能性があると考えられる。幾つかの場合、装置に別々に及び回転可能に取り付けられる金型の各部分を駆動するために別個のモータを用いることができる可能性がある。キャップ、外側リング、及びそれらと反対の金型部が装置への別個の回転可能な取付部を有するならば、事実上、金型部（単数又は複数）のあらゆる組み合わせの回転を駆動するモータ（単数又は複数）のあらゆる組み合わせが本発明と共に用いられてもよい。しかしながら、このような場合、金型の種々の部分の互いへの結合は望ましくない場合があり、モータのタイミングは極めて正確でなければならない。最後に、本明細書で説明される実施形態のうちの幾つかの異なる態様及び特徴は、さらなる実施形態をもたらすために他の実施形態の他の特徴に置き換えられてもよい。したがって、本発明の範囲及び内容は、付属の請求項の用語によってのみ定義されることになる。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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